[发明专利]长度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的长度测量装置。

背景技术

正如EP 1 004 855 B1所述，这类长度测量装置用于测量长度和行程，特别是在机床加工时用于测量刀具相对于被加工的工件的相对运动，用于坐标测量仪，而且也扩大应用在半导体工业中。

长度测量装置具有一个由支架和比例尺组成的组件。支架的作用是使比例尺稳定并便于搬动。为了在被测物体上安装比例尺，支架具有固定在被测物体上的机构，例如螺纹孔以便与被测物体拧紧。支架用一种其膨胀系数与比例尺不同的材料制成。比例尺用紧固件固定在支架上，以便在温度变化时由于在支架和比例尺之间的不同的线膨胀而可在支架和比例尺之间实现尽可能无摩擦的移动。

在称为固定点的唯一部位上，比例尺与支架刚性连接。这种刚性连接是通过形状连接的方式来实现的。在这个位置上(从测量方向看去)，支架也刚性固定在被测物体上。

这种结构的缺点是，例如在用螺钉与被测物体连接时或在温度变化时，支架的张紧可导致固定点移动，从而导致测量不精确。

发明内容

所以本发明的目的在于提出一种具有高测量精度的、便于搬动和稳定的长度测量装置。

根据本发明，这个目的是通过权利要求1的特征来实现的。

本发明的诸多有利方案可从各项从属权利要求中得知。

根据本发明，长度测量装置具有一个由固定在支架上的比例尺组成的组件。比例尺用紧固件固定在支架上，该紧固件是这样设计的，即在温度变化时，支架相对于比例尺的线膨胀在测量方向内是尽可能没有摩擦的，因而是无力的，但是尽管如此，比例尺和支架作为一体的组件是可以搬动的。此时支架对比例尺起稳定作用。组件可固定在被测物体上，即支架具有用于固定在该被测物体上的紧固体，该紧固件可能特指螺钉。

使比例尺在测量方向内可移动地安装在该支架上的紧固件最好是一层能使比例尺吸附在支架上的夹层，该夹层例如可设计成液膜，比例尺通过该液膜借助毛细作用吸附到支架的表面上。

为了构成热零点，长度测量装置配有一个夹具，用该夹具可在避开支架的情况下把比例尺与被测物体固定在一个固定点上。这里所谓避开支架指的是该夹具不接触该支架并在比例尺和支架之间不作用约束力例如夹紧力。在固定点的位置上-从测量方向看去-，比例尺在测量方向内中间连接柔性紧固件的情况下也是被支撑着吸持在支架上的。如果该柔性紧固件为一层夹层，该夹层使比例尺的整个长度包括固定点大面积地吸附在支架上，这样支架支撑着比例尺的整个长度包括固定点，从而构成特别稳定的和抗振动的结构。

要指出的是，为了构成比例尺的热零点，该比例尺只在唯一的位置-从测量方向看去-与被测物体固定。而在全部其他位置，比例尺则是在测量方向内被隔离地固定在被测物体上。

一方面，夹具在比例尺的固定点上与比例尺连接，尤其是通过侧面夹紧在比例尺的相互相对的纵边上，另一方面，该夹具又可位置固定地固定在被测物体上。

如果比例尺用一种具有所谓零膨胀的材料制成，也即用一种线膨胀系数小于0.1×10^-6K^-1的材料制成，而支架则具有较大的线膨胀系数，这种结构是特别有利的。此时要考虑：

-如果测量分度设置在温度稳定的比例尺上，则可达到高精度和温度稳定的位置测量；

-通过用一种价格合理的材料制成支架，即可达到比例尺的稳定性；

-支架的热膨胀系数应与被测物体的热膨胀系数匹配。

附图说明

下面借助实施例来详细说明本发明。

其中附图表示：

图1第一长度测量装置；

图2图1长度测量装置的横截面II-II；

图3图1长度测量装置的示意俯视图；

图4该长度测量装置的透视图；

图5在固定点位置上用粘结连接的另一个长度测量装置的俯视图；

图6图5长度测量装置的截面图VI-VI；

图7在固定点位置上用形状连接的另一个长度测量装置的俯视图；

图8图7长度测量装置的截面图VIII-VIII。

具体实施方式

图1至4详细示出了本发明的第一实施例。其中，图1表示在测量方向X内延伸的长度测量装置的视图即图2的纵断面I-I，而图2则表示图1长度测量装置的横截面II-II，不带扫描装置。